廣播電臺直播報道中的常用音頻傳輸技術(shù)

尤苗

近年來隨著通信科技發(fā)展，媒體融合上升為國家戰(zhàn)略，習(xí)近平總書記在中央全面深化改革領(lǐng)導(dǎo)小組會議上強調(diào)“要推動傳統(tǒng)媒體和新興媒體融合發(fā)展，要遵循新聞傳播規(guī)律和新興媒體發(fā)展規(guī)律，強化互聯(lián)網(wǎng)思維，堅持傳統(tǒng)媒體和新興媒體優(yōu)勢互補、一體發(fā)展”。

作為國家級媒體的中國國際廣播電臺（以下簡稱國際臺）也已成為涵蓋廣播、視頻、網(wǎng)絡(luò)、平面和影視譯制等業(yè)務(wù)集群的全媒體集團。

作為一家以對外傳播為主要特色的國家媒體，音頻廣播以其覆蓋面廣、受眾層次多樣、播出和接收方式靈活、內(nèi)容質(zhì)量高的優(yōu)勢，在新媒體業(yè)態(tài)的強勢沖擊之下，依然保持著旺盛的生命力。

廣播電臺除了常規(guī)節(jié)目播出之外，也越來越多地插播前方記者連線和突發(fā)事件報道，聚焦國家大事、突出輿論熱點，使聽眾更有現(xiàn)場感和融入感。于是在前方報道中，音頻信號如何便捷、安全、清晰地傳回主控機房，就成為一個看似簡單、內(nèi)涵豐富的課題。以國際臺為例，音頻信號的傳輸方式多樣，各有所長，但無論從應(yīng)用時間還是技術(shù)背景看，都大致可分為傳統(tǒng)技術(shù)和基于IP的新近技術(shù)兩大類。本文對我臺主要應(yīng)用的六種音頻傳輸手段的應(yīng)用場景和運維需求作一綜述與探討。

一、傳統(tǒng)傳輸技術(shù)

1.1光纖

優(yōu)點：頻帶寬、損耗低、重量輕、保真度高、抗干擾能力強。在音頻直播中應(yīng)用光纖通信可謂大材小用，但也鑄就出最高級別的穩(wěn)定性和安全性。

缺點：鋪設(shè)難度大、跳接節(jié)點多、質(zhì)地脆弱（鎧裝光纜除外）。前方報道多為臨時場所，光纖鋪設(shè)必備過線槽，以防意外受損;光纖連接頭和跳線架制式多樣，給互連互通帶來一定轉(zhuǎn)接麻煩，并且在使用前需要精密測量光通路的衰減數(shù)據(jù)，以保證信號傳輸質(zhì)量。

應(yīng)用：通常運用光纖和配套光端機進行信號傳輸?shù)膱鏊酁榘脖？煽?、籌備期長、直播常態(tài)化的場所，比如每年人民大會堂召開“兩會”，國際臺的直播都使用光纖資源。

1.2電話耦合器

優(yōu)點：由于采用電話線作為傳輸載體，最大的優(yōu)勢就是全球線路資源都十分豐富，近些年IP電話廣泛普及，穩(wěn)定性和音質(zhì)都有一定提升。國際臺使用的是Eela Audio S20A耦合器設(shè)備，這款設(shè)備被稱為“電臺記者的瑞士軍刀”，至今仍風(fēng)靡全球。它自帶一個小型的調(diào)音系統(tǒng)，既有線路輸入又有麥克風(fēng)輸入，還能做到輸入輸出雙監(jiān)聽并靈活配比，無論走到哪里，只要有電話線和一副耳麥，記者就能直接與后方連接。

缺點：電話耦合器是單聲道傳輸，帶寬極窄，音質(zhì)很差，聽起來就是電話聽筒里的干癟的聲音;更是為了集中反映人聲，削掉了音色中很多高頻成分，所以不適合音樂類節(jié)目的播出。

應(yīng)用：由于穩(wěn)定性好、自帶電池，在廣播電臺經(jīng)常作為備份信號線路使用。

某些直播活動需要前后方主持人互動交流，或者需要電話連線前方記者時，電話耦合器更是不二選擇。值得一提的是，EELA Audio后來又推出了S25型，可以串聯(lián)在手機上，通過撥打手機進行信號傳輸，由于金屬外殼很好地屏蔽了外界干擾，使得手機能與S25保持很近的距離。

1.3衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車

國際臺的衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車采用Ku波段，音頻信號壓縮采用MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)。衛(wèi)星系統(tǒng)的上行鏈路由車載天線、高功率放大器、上變頻器、編碼調(diào)制器、倒備切換器等組成;下行鏈路由LNB、功率分配器、接收機、頻譜分析儀等組成。車載DSNG衛(wèi)星傳送系統(tǒng)采用DVB-S標(biāo)準(zhǔn)，支持多路音頻打包后的單向傳輸，多處接收，經(jīng)濟實惠地實現(xiàn)多址通信。衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車適合電臺做體育賽事直播、戶外音樂節(jié)直播、聽友見面會、路演推廣等活動，為媒體擴大知名度，樹立品牌。

優(yōu)點：通過租用衛(wèi)星鏈路實現(xiàn)信號傳輸，具有頻段寬、容量大、質(zhì)量高、傳輸不受距離限制的優(yōu)勢。

缺點：在實際應(yīng)用中設(shè)備調(diào)試較為復(fù)雜，前期需要做好充分的現(xiàn)場勘查和鏈路測試，易受建筑遮擋和惡劣天氣（強風(fēng)、雨衰）的影響，衛(wèi)星租用費也較昂貴。

二、新近傳輸技術(shù)

2.1 E1專線

作為SDH的一種使用形式，采用同步時分復(fù)用技術(shù)將30個語音信道和2個控制信道復(fù)合在一條速率為2.048Mbps的高速信道上。E1設(shè)備通常采用MPEG-1 Layer2標(biāo)準(zhǔn)廣播級數(shù)字壓縮編碼，聲音還原度高，部分廠家設(shè)備支持比特率在64kbps-384kbps之間的多種編碼，實現(xiàn)既能保質(zhì)又能保量的靈活配置，并可在剩余信道中加入網(wǎng)絡(luò)和話音功能。

優(yōu)點：

相較于前方記者常用的視頻傳輸和圖文報道，音頻傳輸所需帶寬相對較小，因此E1專線提供了一種性價比極高的信道傳輸方案，在廣播電臺得到廣泛使用。并且運行在SDH上，中間環(huán)節(jié)通過由電信運營商運營的干線網(wǎng)，自動化、智能化程度高，擁有很強的網(wǎng)絡(luò)自愈、重組能力，并且做到專線專用，不易受到攻擊和干擾。

缺點：

較高的靈活性和統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)為線路開通前的準(zhǔn)備工作造成了一定難度，導(dǎo)致籌備期很長（非加急訂單至少需要提前1周與電信運營商簽合同）。尤其收發(fā)兩端距離較遠(yuǎn)時，國內(nèi)需要跨越不同省、市內(nèi)需要跨越不同局，增加了測試環(huán)節(jié)和排除難度。另外，E1設(shè)備有G.703非平衡的75 ohm和平衡的120 ohm兩種接口，通常需要配置光貓和協(xié)議轉(zhuǎn)換器。

2.2互聯(lián)網(wǎng)

互聯(lián)網(wǎng)音頻傳輸?shù)母拍詈茉缇陀?，泛指將音頻信號通過編碼器的壓縮算法形成數(shù)據(jù)包，應(yīng)用IP網(wǎng)絡(luò)（公共互聯(lián)網(wǎng)或?qū)＞€）進行傳輸，但在廣電是最近幾年才真正廣泛應(yīng)用起來的。究其原因，主要受限于傳輸速率和安全性兩大因素：首先，傳輸速率是廣電播出安全的生命線，哪怕偶發(fā)的速率波動都會給播出效果造成極大傷害，輕者丟包卡頓、時延增大，重者有空播的危險，所以在網(wǎng)速沒有快到一定程度時，廣電不敢嘗試于直播;其次，互聯(lián)網(wǎng)屬于公共資源，安全性和私密性都很差，容易受到干擾、沖擊和泄密，也迫使廣電在使用時難以放開手腳。這種狀況直到寬帶互聯(lián)網(wǎng)、MSTP的出現(xiàn)才徹底得到扭轉(zhuǎn)。

廣電的互聯(lián)網(wǎng)音頻傳輸發(fā)展大致經(jīng)歷了3個階段。

第一階段：ADSL。即非對稱數(shù)字用戶線路，問世已有20年時間，早期家庭用來上網(wǎng)使用。它以普通電話線作為傳輸媒介，充分利用現(xiàn)有的市話網(wǎng)絡(luò)，有效降低運營商的安裝和維護成本。

ADSL的特點是在上行和下行兩個方向的傳輸速率完全不相同，即便到了ADSL2+的新標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)之后，通常下行速率雖然可達(dá)12-20 Mbps，上行速率也只有1-2 Mbps。所以雖然能夠滿足訪問互聯(lián)網(wǎng)、下載資源的使用需求，卻不利于廣播電臺這種極端依賴上行速率實現(xiàn)音頻、圖文播發(fā)的應(yīng)用形式。

但ADSL的業(yè)務(wù)配置以電話線為媒介的特點，使其成為一種最廉價的專線，獨享全部帶寬資源，不存在網(wǎng)絡(luò)擁堵或資源被搶占的風(fēng)險，可謂穩(wěn)字當(dāng)頭，時至今日，電信運營商依然為廣電提供ADSL接入服務(wù)。

第二階段：寬帶互聯(lián)網(wǎng)。究竟多“寬”算“寬帶”并沒有一個確切的論斷，但最近十年是互聯(lián)網(wǎng)騰飛的十年，更是隨著國家“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略的實施，無論小區(qū)寬帶的接入速度還是電信干線網(wǎng)的承載能力，都以翻倍的形式完成了數(shù)輪增長卻是有目共睹的。早年間國際臺外出做直播，要為選擇租用10 Mbps還是20 Mbps而精打細(xì)算，如今在很多省會城市申請資源，100 Mbps只是起步，部分江浙互聯(lián)網(wǎng)發(fā)達(dá)地區(qū)，100 Mbps寬帶甚至作為基礎(chǔ)資源免費使用，這為音頻直播提供了極大的便利。國際臺的特點是多語種，4到8種語言同時傳輸（含直播和同聲傳譯信號回傳）是家常便飯，以往需要租用近10條ADSL，現(xiàn)在只需1個寬帶接口和路由器（或交換機）就夠了。

寬帶互聯(lián)網(wǎng)缺點也很明顯，就是獨享性的大大削弱。在媒體間大量聚集的直播場所（如2019年國家會議中心召開亞洲文明論壇、2018年上海國家會展中心舉辦中國國際進口博覽會），多家媒體的寬帶資源往往捆綁在一臺交換機上，這就造成了兩個弊端：一是交換機作為單節(jié)點設(shè)備，往往沒有熱備份，如果設(shè)備故障會同時影響多家媒體的正常使用;二是媒體之間有干擾，當(dāng)某家媒體大量上傳或下載視頻，形成數(shù)據(jù)風(fēng)暴時，會瞬間搶占絕大部分寬帶資源，殃及廣播電臺的音頻傳輸，造成數(shù)據(jù)流丟包的陡增甚至徹底斷線。

所以廣播電臺在前期籌備時，必須與現(xiàn)場的寬帶服務(wù)工程師及時溝通，在交換機上采用VLAN劃分或網(wǎng)口限速等方法，避免數(shù)據(jù)風(fēng)暴的侵?jǐn)_，并完善額外傳輸路由，做好應(yīng)急預(yù)案。另外，還要對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和端口開放提出要求，因為有時網(wǎng)絡(luò)上會被添加防火墻、關(guān)閉端口、關(guān)閉協(xié)議，造成設(shè)備無法識別或數(shù)據(jù)流無法傳輸。

第三階段：MSTP。是指基于SDH 平臺，可以同時實現(xiàn)TDM、ATM、IP網(wǎng)等業(yè)務(wù)的接入、處理和傳送，并提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務(wù)平臺，它既能實現(xiàn)快速傳輸，又能滿足多業(yè)務(wù)承載，更重要的是能提供電信級的QoS保障能力。

MSTP的最大特點是支持透傳功能：保證傳送業(yè)務(wù)的透明性，包括IP網(wǎng)的MAC幀、VLAN標(biāo)記等的透明傳送。傳輸鏈路帶寬可隨業(yè)務(wù)需求量大小來配置，支持VLAN處理功能和流量控制功能。MSTP設(shè)備則采用虛級聯(lián)技術(shù)，保證穿透網(wǎng)絡(luò)的無關(guān)性，便于快速開展業(yè)務(wù);并且采用延時補償技術(shù)，提供多徑傳輸，充分利用原有網(wǎng)絡(luò)資源。

此外，MSTP還具有兩大優(yōu)勢。1，作為IP網(wǎng)的承載平臺，能提供完善的保護和管理能力，對數(shù)據(jù)流量進行匯聚，對其所占用的帶寬進行收斂，從而提高帶寬利用率，減少占用的光纖，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的光端口。2，能夠完成比傳統(tǒng)SDH更強的業(yè)務(wù)處理能力，為大客戶提供高質(zhì)量的專線服務(wù)，其點對點業(yè)務(wù)就非常適合廣播電臺音頻傳輸使用，無論音視視頻、何種算法標(biāo)準(zhǔn)、多少路數(shù)信號都可以在前后端編解碼器匹配的情況下通過MSTP傳輸，無需做任何配置。

2.3寬帶海事衛(wèi)星

寬帶海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)（BGAN）由國際海事衛(wèi)星組織（Inmarsat）研發(fā)，它能實現(xiàn)在一臺終端設(shè)備上完成互聯(lián)網(wǎng)傳輸、音視頻直播、文件傳送、衛(wèi)星電話等常用業(yè)務(wù)。作為全球海事遇險呼叫系統(tǒng)的支撐網(wǎng)絡(luò)，能滿足除了南北極83度之外的全球覆蓋，所以也非常適合新聞報道領(lǐng)域的應(yīng)用。

工作原理：前方現(xiàn)場的音頻數(shù)據(jù)在采集端進行壓縮編碼，編碼后的數(shù)據(jù)送入終端設(shè)備，將數(shù)據(jù)進行QPSK調(diào)制，然后通過發(fā)射天線發(fā)送給海事衛(wèi)星進行轉(zhuǎn)發(fā);海事衛(wèi)星地面站的接收天線將接收到的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)進行解調(diào)，送給地面站的通信服務(wù)器，服務(wù)器再通過專線送給后方接收端（如主控機房）;接收端對收到的音頻壓縮數(shù)據(jù)進行解壓，最終封裝輸出。

目前廣泛使用的是BGAN四代星產(chǎn)品，國際臺使用的設(shè)備終端Explore 710重量僅3.5Kg，占用面積相當(dāng)于A4紙，能滿足記者小巧便攜、快速裝備、機動性強的需求。而且對星迅速，只需讓天線面對衛(wèi)星的大概方向，參照顯示屏上的信號指示和定位提示音，慢慢調(diào)整天線方位和俯仰角，即可逐漸接近最高信號強度，設(shè)備在完成注冊衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的程序后即可使用。

2015年，BGAN系統(tǒng)五代星已完成部署、提供服務(wù)，擁有89個寬點波束、8個可移動高容量波束，是第一個全球超高速移動衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，可與4G接軌，使用Ka和L波段混合網(wǎng)絡(luò)，下載速率可達(dá)50Mbps，上傳速率可達(dá)5Mbps，并可通過轉(zhuǎn)發(fā)器調(diào)用來平衡不同覆蓋地區(qū)對信號吞吐量的不同需求，滿足全球突發(fā)事件和熱點地區(qū)記者報道的需求。

海事衛(wèi)星通信在我臺進行重大直播報道時應(yīng)用的不多，但卻是在地面?zhèn)鬏斁€路無法鋪設(shè)、海外通信、抗震救災(zāi)報道時的利器，是廣播電臺音頻傳輸手段的重要補充。

國際臺每年的直播任務(wù)上百次，主要類型分四種：重大活動直播、臨時直播報道、海外高訪直播、對內(nèi)頻率廣播（環(huán)球資訊、輕松調(diào)頻、勁曲調(diào)頻等）自主策劃活動，技術(shù)人員通過每次報道任務(wù)的地點、規(guī)模、當(dāng)?shù)刭Y源狀況，籌劃所采用的技術(shù)手段和設(shè)備配置。

借力于近幾年互聯(lián)網(wǎng)的騰飛和數(shù)字編解碼技術(shù)的加持，信號傳輸手段和傳輸效率上都有日新月異的發(fā)展，既有老樹開新花，又有新壺裝新酒。廣播作為電臺的主打產(chǎn)品，技術(shù)工作者作為信號傳輸?shù)闹袌粤α?，對音頻從信號源、到信道、到接收的應(yīng)用和研究也要與時俱進、獨具匠心，從而不斷守正創(chuàng)新，提升服務(wù)品質(zhì)，打造媒體品牌，爭奪國際話語權(quán)。